Verfahrenstechnik 5/2015

VERFAHRENSTECHNIK IM ALLTAG I SERIE
ihrer inneren Struktur: Abgaskatalysatoren
bestehen aus einem speziellen Keramikträger,
dem Monolithen, der von vielen parallelen
Kanälen durchzogen ist. Abhängig von
der Anwendung weisen die Kanalwände
unterschiedlich große Poren auf. Dieser
Keramikträger wird mit einem Washcoat
beschichtet, der Metalloxid-Partikel mit einer
sehr großen inneren Oberfläche enthält.
In den Washcoat sind feinverteilte
Edelmetallpartikel (z. B. Palladium und
Rhodium bei Drei-Wege-Katalysatoren)
eingebracht. Diese Materialien sind katalytisch
aktiv und sorgen dafür, dass Kohlenmonoxid,
unverbrannte Kohlenwasserstoffe
und Stickoxide in Wasser, Stickstoff
und Kohlendioxid umgewandelt
werden.
Vier statt drei
Vier Wege zum
sauberen Benzinmotor
Holger Kapp
Kompaktes Katalysatorsystem entfernt
gasförmige Schadstoffe und Rußpartikel
Antriebskonzepte wie die Elektromobilität – vollelektrisch oder als Hybridvariante
– gewinnen zunehmend an Bedeutung. Doch der Verbrennungsmotor
wird mittelfristig die dominierende Antriebsform auf den Straßen
bleiben. Die Schadstoffbelastung hierbei zu reduzieren, bleibt daher
weiterhin ein wichtiges globales Thema.
Autor: Holger Kapp, Corporate Media Relations,
BASF SE, Ludwigshafen
Der bekannte Drei-Wege-Katalysator
wird seit 1976 in Nordamerika eingesetzt
– und seit 1986 in Europa. Dr. Klaus
Harth, verantwortlich für die Forschung an
Automobil-Katalysatoren bei der BASF:
„Heute schaffen es Katalysatoren, weit
mehr als 95 % der unerwünschten Stoffe
aus dem Abgasstrom zu entfernen.“ Dafür
sorgen die eingesetzten Katalysatoren mit
BASF-Forscher haben den Drei-Wege-Katalysator
weiterentwickelt und seine Reinigungswirkung
optimiert: Der neue Vier-
Wege-Katalysator, kurz FWC (Four-wayconversion-catalyst)
ist eine Technologie
für Fahrzeuge mit Benzinmotor. Der Katalysator
entfernt die gasförmigen Schadstoffe
und auch Feststoffe wie Rußteilchen aus
dem Abgasstrom. „Der kompakte Vier-Wege-Katalysator
vereint jetzt alle wichtigen
Eigenschaften auf einem einzigen Bauteil.
Verglichen mit dem Drei-Wege-Katalysator
und nachgeschaltetem, unbeschichtetem
Partikelfilter benötigt er aber wesentlich
weniger Platz“, sagt Harth. Ein weiterer Vorteil:
„Wir haben es geschafft, dass der FWC
nur einen geringen Gegendruck für das
durchströmende Abgas aufbaut“, so der
BASF-Experte.
Um den Gegendruck so gering wie möglich
zu halten, haben BASF-Experten neue Produktions-
und Beschichtungstechnologien
entwickelt. Diese erlauben es, die porösen
Innenwände des Monolithen gezielt mit dem
katalytisch aktiven Material zu beschichten.
Dadurch bildet sich eine enorm große
Oberfläche mit einer hohen Katalysatoraktivität.
Die poröse Monolithwand stellt aber
auch einen Filter für die Rußpartikel dar:
Die Teilchen bleiben dort hängen und
werden bei hohen Temperaturen zu Kohlendioxid
verbrannt.
In Testreihen wurde die Langzeitstabilität
bereits nachgewiesen: Auch nach mehr als
160 000 Fahrkilometern säubert der Vier-
Wege-Katalysator den Abgasstrom innerhalb
der strengen Emissionsvorgaben einwandfrei.
Im April 2013 wurde das neue System
vorgestellt und befindet sich mittlerweile
in der Entwicklungs- und Testphase
bei vielen Automobilherstellern. „Der Vier-
Wege-Katalysator hilft Automobilherstellern,
die strengen Emissionsregulierungen
wie die Euro-6-Norm einzuhalten“, sagt
Harth.
www.basf.com
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